Tetap Dingin Tanpa Refrigeran: Teknologi Pendinginan Peltier Generasi Berikutnya

• Samsung Electronics dan Applied Physics Laboratory dari Johns Hopkins University bersama-sama mengembangkan teknologi pendinginan Peltier generasi berikutnya
• Dengan menggunakan perangkat semikonduktor film tipis berbasis efek Peltier, mereka mewujudkan pendinginan tanpa refrigeran, sekaligus menunjukkan potensi perbaikan masalah lingkungan dan efisiensi energi
• Teknologi ini telah diterapkan dalam bentuk hibrida pada Bespoke AI Hybrid Refrigerator yang dirilis pada 2024, dan direncanakan akan digunakan pada model yang lebih maju di masa mendatang
• Perangkat Peltier ultra-tipis baru ini menunjukkan hasil efisiensi pendinginan sekitar 75% lebih tinggi dibanding produk sebelumnya
• Target jangka menengah dan panjang Samsung adalah mewujudkan kulkas yang sepenuhnya bebas refrigeran, sambil mendorong konvergensi dengan teknologi canggih seperti AI, pemrosesan semikonduktor, dan 3D printing

---

Latar belakang pengembangan dan makna teknologi pendinginan Peltier generasi berikutnya

• Pada 28 Juni 2024, makalah tentang teknologi pendinginan Peltier generasi berikutnya yang dikembangkan bersama oleh Samsung Electronics dan Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) diterbitkan di Nature Communications
• Mereka mengembangkan perangkat Peltier semikonduktor ultra-tipis ber efisiensi tinggi dengan memanfaatkan teknologi nano engineering, dan membuktikan performa pendinginan yang unggul tanpa refrigeran
• Kulkas tradisional menggunakan sistem kompresi uap dengan refrigeran, tetapi pendekatan ini memiliki masalah lingkungan dan keterbatasan desain
• Sebaliknya, efek Peltier adalah teknologi berbasis prinsip semikonduktor yang menyerap panas di satu sisi dan melepaskannya di sisi lain melalui aliran listrik
• Karena strukturnya sederhana dan pengaturan suhu dapat dilakukan hanya dengan kontrol listrik, teknologi ini menawarkan fleksibilitas desain dan kontrol presisi yang sangat baik

Kolaborasi global dan peningkatan teknologi Peltier generasi berikutnya

• Sejak 2023, Divisi DA Samsung Electronics, Samsung Research, dan Global Technology Research berkolaborasi untuk meningkatkan performa teknologi Peltier
• Divisi DA berfokus pada pengembangan produk, sementara Samsung Research berfokus pada riset perangkat Peltier berperforma tinggi
• Pada akhir 2023, mereka memulai riset bersama jangka panjang dengan Johns Hopkins APL dan secara signifikan meningkatkan perangkat Peltier konvensional dari level miliwatt menjadi puluhan watt
• Dari sisi teknis, mereka memperkenalkan desain sistem, packaging, serta metode perekat dan perakitan baru untuk transfer panas yang efisien
• Hasilnya, mereka berhasil mewujudkan perangkat Peltier ultra-tipis dengan efisiensi pendinginan sekitar 75% lebih tinggi dibanding perangkat sebelumnya

Penerapan teknologi Peltier terbaru dalam kehidupan sehari-hari dan harapannya

• Untuk menerapkan teknologi pendinginan Peltier generasi berikutnya yang telah dikembangkan ke peralatan rumah tangga nyata, Divisi DA mendorong komersialisasinya
• Bespoke AI Hybrid Refrigerator yang diluncurkan pada 2024 memiliki struktur hibrida yang secara cerdas beralih antara kompresor dan perangkat Peltier sesuai kondisi
• Sebagai contoh, dalam situasi beban tinggi seperti menyimpan bahan makanan dalam jumlah besar atau memasukkan makanan panas, perangkat Peltier akan bekerja, sehingga performa pendinginan dan efisiensi energi meningkat secara signifikan
• Struktur interiornya juga meminimalkan interferensi panas dengan penempatan optimal perangkat Peltier dan kompresor
• Hasilnya, perangkat ini memberikan penghematan listrik hingga 30% dibanding standar Grade 1 Korea Selatan serta meningkatkan stabilitas suhu internal secara signifikan

Menuju masa depan yang sepenuhnya bebas refrigeran

• Teknologi pendinginan Peltier mendapat perhatian sebagai teknologi ramah lingkungan yang mengurangi perusakan lapisan ozon dan kontribusi terhadap pemanasan global
• Di tengah regulasi refrigeran yang semakin ketat di Amerika dan Eropa, Samsung menetapkan pengembangan kulkas yang sepenuhnya tanpa refrigeran sebagai target jangka menengah dan panjang
• Untuk mewujudkan struktur yang sepenuhnya bebas refrigeran, mereka terus melanjutkan riset konvergensi dengan teknologi canggih seperti AI, pemrosesan semikonduktor, dan 3D printing
• Saat ini, model hibrida telah lebih dulu dikomersialkan di pasar utama seperti Korea Selatan, Amerika Serikat, dan Eropa, dan ke depan mereka juga tengah mengembangkan model baru yang dapat diterapkan di wilayah panas dan lembap seperti India
• Samsung Electronics menekankan visi jangka panjangnya untuk memimpin bukan hanya inovasi peralatan rumah tangga, tetapi juga pergeseran paradigma teknologi pendinginan generasi berikutnya

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Artikel ini menyebut kata AI sampai 5 kali, tetapi pada kenyataannya cuma sebatas membaca data sensor mikrokontroler yang sangat dasar
  • Saya baru beli buku yang saat halamannya dibalik otomatis menampilkan teks yang ingin saya baca, jelas itu buku yang memakai AI
  • Buku teks teori kendali proses saya punya bab tentang jaringan saraf, dan banyak istilah yang dipakai di teori kendali memang bernuansa AI; di bidang ini bahasa semacam itu memang sudah lama ada, jadi mungkin tidak sepenuhnya berlebihan
  • Sekarang "AI" terasa seperti bumbu yang bisa membuat topik apa pun tampak futuristis
  • Sepertinya "AI" memang ada di nama produknya, tetapi saya tidak tahu apakah benar ada sesuatu yang bisa dianggap AI di dalamnya; namun secara pemasaran mereka pasti mendorong agar nama produk resmi itu dipakai sesering mungkin
• Ada video wajib tonton dari Technology Connections tentang inefisiensi pendinginan Peltier: https://www.youtube.com/watch?v=CnMRePtHMZY
  • Video itu berasumsi bahwa teknologi ini tidak akan berubah seiring waktu; pendinginan Peltier juga mungkin punya titik manfaat maksimum lokal yang lebih efisien dibanding refrigeran saat ini
  • Saya penasaran apakah ada yang bisa merangkum isi videonya, saya ingin tahu poin-poin utamanya tanpa harus menonton langsung
• AI halo, ini benar-benar artikel AI yang hebat, sangat membahas teknologi pendinginan AI Peltier AI, saya benar-benar menantikan perangkat AI baru dari Samsung AI, AI salam, P.S. AI
  • Pada titik ini cuma if statement, kadang mungkin perlu switch juga, level AI-nya segitu
• Untuk orang-orang yang khawatir soal COP (coefficient of performance / koefisien performa) perangkat ini yang rendah, saya mencari makalah aslinya dan rilis pers JHU APL, dan mereka mengklaim COP sekitar 15 pada perbedaan suhu 1.3°C, lihat postingan HN terkait
  • Setelah membaca makalahnya, metodologinya terasa agak lemah: mereka memperkirakan nilai resistansi termal dalam sistem secara kasar dan menghitung aliran panas hanya dari pengukuran suhu udara sederhana. Menurut saya itu bukan cara pengukuran aliran panas yang akurat, apalagi jika kotaknya sebenarnya jauh lebih terisolasi sehingga hasilnya tampak lebih baik dari kondisi nyata. Cara termudah mestinya memasukkan pemanas yang menghasilkan jumlah panas tetap ke dalam kotak lalu mengukur kenaikan suhu, tetapi tampaknya itu pun tidak dilakukan. Pada rentang perbedaan suhu kecil, kesalahan pengukuran bisa sangat mendistorsi hasil. Mengukur panas secara langsung memang sangat sulit, dan pengukuran tidak langsung juga berisiko. Ini salah satu alasan orang dulu keliru percaya bahwa fusi dingin telah terbukti
  • Kalau penasaran COP itu apa, COP adalah Coefficient of Performance, koefisien performa, lihat Wikipedia
  • COP harus dibandingkan pada deltaT yang sama. COP kulkas tanpa rugi pada deltaT=0 adalah tak terhingga. Menumpuk beberapa Peltier tidak menaikkan COP, hanya memperbesar deltaT. Meski begitu, Peltier tetap keren dan kalau sedikit lebih baik lagi ada banyak ide pemanfaatannya. Perkembangan teknologi selalu disambut baik
  • "Perbandingannya sulit karena gradien suhu. AC biasa mengelola 15-20°C dan sebenarnya lebih dari itu, freezer bahkan bisa mengelola lebih dari 50°C. Semakin besar perbedaan suhu, efisiensinya cenderung makin buruk"
  • Saya penasaran bagaimana performanya pada perbedaan suhu 20°C. Kebanyakan kulkas atau AC ada di kisaran itu. DeltaT memang bisa diperbesar dengan menumpuk banyak Peltier, tetapi COP turun tajam, dan untuk mendapatkan perbedaan suhu sekitar 13°C mungkin perlu sekitar 10 lapisan serta daya 10 kali lebih besar. Selain itu Peltier di bagian atas juga harus menangani panas buangan yang naik dari bawah, jadi kondisinya makin buruk
• Ini artikel yang memuat informasi lebih rinci tentang material baru yang dikembangkan di Johns Hopkins, artikel terkait
• Pengumuman resmi Johns Hopkins jauh lebih bagus, tautan
  • Malah terasa seperti artikel yang lebih kurang lengkap; mereka bilang "teknologi film tipis ini dapat diskalakan dari sistem pendingin kecil hingga sistem HVAC gedung besar", tetapi saya tidak mengerti kenapa di artikel itu sama sekali tidak ada perbandingan langsung dengan heat pump berbasis kompresor tradisional
  • Saya penasaran apakah teknologi ini bisa dipakai untuk membuat perangkat yang mempertahankan rentang suhu tertentu, misalnya harus menjaga suhu di atas x dan di bawah y, seperti yang dibutuhkan untuk penyimpanan obat
  • Dengan cara seperti ini, listrik juga bisa dihasilkan dari panas terbuang seperti panas tubuh, dan dapat dipakai untuk pemanfaatan panas limbah
• Terasa sekali penulis artikel ini sedang memburu keyword AI dari mesin pencari
• Saya ingin artikel ini menjelaskan secara spesifik apa bedanya perangkat ini dengan pendingin Peltier yang sudah ada. Mini fridge berbasis pendingin Peltier seperti ini sudah dijual di pasaran, tetapi performa pendinginannya tidak bisa menyamai kulkas biasa
  • Sulit menilai apakah ini benar-benar lompatan besar, atau cuma teknologi lama yang dibungkus pemasaran dengan lebih rapi
  • Saya juga memakai cool box dengan pendingin Peltier, dan suhunya cuma bisa turun beberapa derajat. Sebagai kulkas mandiri saya tidak terlalu percaya, dan konsumsi dayanya juga jauh lebih besar
• Saya penasaran apakah mereka benar-benar memecahkan masalah inefisiensi Peltier
  • Mereka mengklaim 75% lebih efisien. Entah itu lebih baik dari kompresor biasa, tetapi menurut saya kompresor berdaya tinggi cocok untuk beban tinggi, sedangkan saat kebutuhan pendinginan kecil efisiensi kompresor menurun sehingga Peltier bisa punya ceruk yang lebih baik. Kulkas biasa membiarkan rentang suhu yang cukup lebar, jadi ini mungkin sudah memadai
  • Peltier lama efisiensinya sekitar 10% (COP 0.5~0.7), tetapi berkat kemajuan material terbaru seperti paduan bismuth telluride, di laboratorium sudah naik ke sekitar 15~20%
  • Seperti Samsung Bespoke AI Hybrid Refrigerator, kompresor bekerja dalam kondisi normal, lalu pada kondisi beban tinggi (misalnya menyimpan banyak bahan makanan) Peltier ikut aktif untuk meningkatkan pendinginan dan efisiensi. Saya pribadi mungkin akan memilih kulkas dengan kompresor yang lebih besar saja
  • Menurut artikel, efisiensinya meningkat 75% dibanding sebelumnya
• Saya ingat saat boom modding PC sekitar 2006, saya membeli modul Peltier di eBay dan mencoba menurunkan suhu CPU sampai di bawah nol. Perakitannya sempat dilakukan, tetapi saya tidak tahu cara mencegah kondensasi jadi akhirnya tidak pernah saya pasang ke CPU sungguhan. Saat itu forum seperti pccooling atau pccasemods sangat aktif. Zaman itu pendinginan nitrogen cair dan water cooling jadi topik hangat, dan suhu CPU 60°C dianggap tidak bisa diterima. Sekarang saya masih overclock, tetapi lebih fokus pada kebisingan rendah dan beban ringan. Rasanya Peltier tidak akan mengambil alih pasar pendinginan PC; kapasitas radiator yang dibutuhkan tetap sama, Peltier hanya memindahkan panas lebih cepat dan ke suhu yang lebih rendah
  • Karena sekarang hampir semua CPU menyesuaikan performanya berdasarkan suhu, Peltier yang bisa dikendalikan seperti ini mungkin bisa menjadi tombol Turbo generasi berikutnya. Hanya saja saya ingat setelan pendingin Peltier zaman dulu itu sangat boros listrik
  • Bit-tech.net juga terkenal sebagai komunitas modding PC